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光學
近场光學中的手性、非厄米和拓扑现象
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主講人: 王書波,助理教授,香港城市大學
地點: 騰訊會議ID:555-373-520
時間: 2022年9月14日 (星期三) 15:10-18:00
主持 联系人: 胡小永 (Tel: 62768705)
主講人簡介: 王书波,香港城市大学助理教授,本科毕业于山东大学,博士毕业于香港科技大学(师从陈子亭教授),2017至今就职于香港城市大学物理系。研究方向为人工微结构光声场调控,主要研究兴趣包括经典波角动量、手性光与物质相互作用、奇点光學、非厄米光學、超材料和光力,发表论文40余篇,包含Nature Communications 3篇和Science Advances 3篇(第一或通讯作者)、Physical Review 系列21篇,部分工作获编辑推荐和Nature Photonics介绍,被EurekAlert、 Phys.org、Science Daily等媒体报道,担任Nature、Science Advances等杂志审稿人,于国际会议做邀请报告20余次,获蒙民伟杰出论文奖。

随着微纳加工技术的发展和微型光器件的开发,越来越多的微纳结构具有亚波长的尺寸特征,当光与此类结构相互作用时,其近场的矢量性质变得至关重要,衍生出一系列深刻而有趣的光學现象。在此次报告中,我将从三个例子出发,同大家介绍和探讨近场光學中的手性、非厄米和拓扑现象。我们发现光學近场作用于手性粒子可以产生侧向光力,使相反手性粒子在垂直于光传播方向上产生相反方向的运动,这一现象归因于近场的光自旋轨道相互作用,可用于筛选手性分子[1]。我们进一步发现,近场自旋轨道相互作用的自旋动量锁定可以导致偶极谐振腔的单向耦合,进而实现任意阶的非厄米奇异点(Exceptional point),可用于开发高灵敏度的光學传感器[2]。近年来方兴未艾的光學超材料和超表面,其丰富的光场调控功能来源于“超原子”的几何结构和材料这两个自由度。在最近的研究中,我们证明光學结构的表面拓扑可以作为一个新的自由度来调控光场,产生不依赖于具体材料和几何结构的光學功能。这一自由度本质上来源于近场偏振拓扑性质与光學结构拓扑性质之间的固有联系,暗示了实空间偏振奇点与非厄米奇异点之间微妙的对应关系,可广泛应用于调控光學近场的手性、偏振和相位[3]。

參考文獻:

[1] S. Wang and C. T. Chan, Nat.Commun. 5, 3307 (2014).

[2] S. Wang et al., Nat.Commun. 10, 832 (2019).

[3] J. Peng, R.-Y. Zhang, S. Jia, W. Liu, and S. Wang, arXiv:2201.06918 (2022).